花椒挥发油含量近红外光谱无损检测.研究

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1、第1章文献综述1．1近红外光谱分析技术在农业上的应用现状近红外光谱主要是有机分子含氢基团(C—H、N—H、O—H等)的伸缩振动的各级倍频和这些基团的伸缩振动与弯曲振动的合频吸收光谱【l】。本谱区几乎包括了有机物中所有含氢基团的信息，蕴涵分子的结构、组成状态等信息，信息量极为丰富，从而为近红外光谱定量分析样品的物理性质(如物质的密度、粘度、粒度、硬度等)以及化学成分(如蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉、水分以及其它营养成分等)提供了可能。但是，直到上世纪60年代美国No仃is博士提出相对N瓜分析技术，即物质的含量与近红外区

2、域内多个不同的波长点吸收峰呈线性关系，并利用N瓜漫反射技术测定了农产品中的水分、蛋白、脂肪等，才使其成为实际分析技术。目前大约有40多个国家和地区开展N瓜的研究和应用工作，特别是一些发达国家如美国、英国、德国、日本、加拿大、澳大利亚等表现得尤为突出，这些国家都拥有大量的各种类型的N瓜分析仪器分布在各行各业，有研究型、专用型、有供巡回检测用的流动车，还有直接安装在生产线的某个环节进行生产过程的质量检验或产品分捡。如日本现有数量已超过3000台，是我国现有量的10倍，而且都在实际应用中发挥作用。特别是近红外光谱技术用于

3、分析农牧产品和食品中的蛋白质、水分、含油量(或脂肪)、纤维素、淀粉等营养成分在国外已是十分成熟的技术，在农业品质育种、农牧产品品质评价、食品品质和加工过程控制中己广泛应用，许多方法已经成为AOAC，AACC，ICC的标准方法【2J。在谷物分析方面，N瓜的分析对象涉及小麦、大麦、玉米、水稻等，测量的形态有种子籽粒、单籽粒、精米粒、糙米粒和粉状等，测量指标有水分、蛋白质、脂肪、灰分、淀粉、氨基酸(赖氨酸、苏氨酸和胱氨酸)等化学组成，以及硬度、颗粒度、沉淀值等物理参数，应用领域为商品粮收购、面粉厂加工、育种和科研等。彭玉

4、魁等【3】用NR法对124个小麦品种的营养成分含量进行了比较测定，结果表明用该法测得小麦样品的水分、粗蛋白、粗纤维、赖氨酸含量与常规分析实测值之间的相关系数分别为0．9714、O．9826、O．9548和0．9847，4项指标的NⅡ己测定值均达到了与常规分析实测值相近的水平。、斫11iams等f4l用N瓜测定小麦和大麦的氨基酸含量，结果表明小麦氨基酸含量近红外预测值与化学实测值的标准差小于2．07％，大麦14种氨基酸近红外预测值与化学实测值之间的相关系数为0．93～O．99。直链淀粉含量是稻米最重要的品质指标之一，

5、Ⅵllareal和Delwiche等人分别用近红外光谱法测定稻米的直链淀粉含量，Meadows等f5】则用该方法预测两南大学硕十学位论文稻米淀粉粘滞性谱(R、，A谱)参数，结果表明该方法的准确性较高，足可用于水稻品质育种。刘建学等【6】对不同粒度、不同类型稻米样品进行了近红外光谱分析，建立了直链淀粉含量和蛋白质的预测模型，其预测值与化学分析值的相关系数分别为0．95和0．94，预测标准差、平均相对误差分别为O．56和0．43、3．1％和2．1％。白琪林等【7l研究利用近红外漫反射光谱法测定青贮玉米的体外干物质消化率

6、、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白和粗脂肪含量的可靠性，结果表明该方法的各项误差均令人满意。毕京翠等【8】以稻谷、米粒、米粉3种形态的样品，应用近红外光谱技术和偏最小二乘法建立了6个稻米蛋白质含量近红外光谱数学模型，并对模型预测结果的准确性进行了评价，结果表明该模型的预测能力及精确性令人满意。在水果和蔬菜方面，测量对象有黄瓜、大白菜、西红柿、鲜辣椒、南瓜、水蜜桃、苹果、柑橘等，分析指标有p．胡萝卜素、糖分、维生素C、粗蛋白中性纤维、糖度、酸度和内部褐变等【9~121。目前在蔬菜食用安全方面也有所研究，如硝酸盐含量

7、和有机磷农药残留的鉴别等。张德双等【l3】利用NR对5个大白菜品种从外向内分别测定每片叶片的叶柄及软叶的还原糖、维生素C、中性洗涤纤维、粗蛋白、干物质等5种主要营养成分，探讨了这些成分在大白菜不同叶片及部位中的分布规律。金同铭等用近红外光谱法非破坏性检测了西红柿中蔗糖、葡萄糖、果糖、柠檬酸等营养成分，与高效液相色谱法相比，该方法有着相似的准确性和精度；他还用此方法检测南瓜的胡萝卜素和维生素E以及苹果、草莓中的蔗糖、葡萄糖、果糖、苹果酸，结果都表明近红外光谱分析方法可满足实际应用所需的测定精度。曹干等【14】应用NR

8、技术快速定量分析甘蔗汁蔗糖分，取得了良好的效果。陈香维等【l5】分析了猕猴桃与其它水果光谱吸收特性和散射特性的差异以及不同温度、硬度、成熟度、部位及生长期管理措施对猕猴桃光谱特性的差异，指出采用500～2500mn的可见光及近红外光谱对不同产地、不同生长环境和管理条件、不同储藏期、不同成熟度猕猴桃的果肉颜色、硬度、干物质含量等内部品质进行检测是可行的。在饲料